Реклама

Наш канал:

Таненбаум Э.- Архитектура компьютера. стр.270

Процессор 80386 был первой 32-разрядной машиной, выпущенной компанией Intel. Все последующие процессоры (80486, Pentium, Pentium Pro, Pentium II, Pentium III, Pentium 4, Celeron, Xeon, Pentium M, Centrino и т. д.) имеют точно такую же 32-разрядную архитектуру, которая называется IA-32, поэтому мы сосредоточим наше внимание именно на этой архитектуре. Единственным существенным изменением архитектуры со времен процессора 80386 было введение в более поздние версии Pentium ММХ-команд. Эти команды выполняют совершенно определенную функцию — повышают производительность мультимедийных приложений.

Pentium 4 имеет 3 операционных режима, в двух из которых он работает как 8086. В реальном режиме все функции, которыми был наделен процессор со времен 8088, отключаются, и Pentium 4 работает как простой процессор 8088. При программной ошибке происходит полный отказ системы. Если бы компания Intel занималась разработкой человеческих существ, то внутрь каждого такого существа непременно помещался бы специальный бит, возвращающий человека в режим функционирования своих предков (примитивный мозг, отсутствие речи, обитание на деревьях, сугубо банановая диета и т. д.).

На следующей ступени находится режим виртуального процессора 8086, который делает возможным исполнение старых программ, написанных для 8088, но с защитой. Чтобы запустить старую программу 8088, операционная система создает специальную изолированную среду, которая работает как процессор 8088, если не считать того, что при программном сбое операционной системе передается соответствующая информация, и полного краха системы не происходит. Когда пользователь Windows открывает окно MS-DOS, запускаемая в этом окне программа выполняется в режиме виртуального процессора 8086 — это позволяет защитить Windows от возможных вольностей DOS-программ.

Последний режим — это защищенный режим, в котором Pentium 4 работает как Pentium 4, а не как 8088. В этом режиме доступны 4 уровня привилегий, задаваемые битами во флаговом регистре (PSW). Уровень 0 соответствует привилегированному режиму на других компьютерах и обеспечивает полный доступ к машине. Этот уровень используется операционной системой. Уровень 3 предназначен для пользовательских программ. На этом уровне блокируется доступ к определенным командам и регистрам управления, чтобы сбой какой-нибудь пользовательской программы не привел к краху всей системы. Уровни 1 и 2 применяются редко.

Pentium 4 имеет огромное адресное пространство. Память разделена на 16 384 сегмента, каждый из которых занимает адреса от 0 до 232 - 1. Однако большинство операционных систем (включая UNIX и все версии Windows) поддерживают только один сегмент, поэтому для прикладных программ обычно доступно линейное адресное пространство размером 232 байт, причем иногда часть этого пространства занимает сама операционная система. Каждый байт в адресном пространстве имеет свой адрес. Слова состоят из 32 бит. Байты нумеруются справа налево (то есть самый первый адрес соответствует самому младшему байту).

Регистры процессора Pentium 4 показаны на рис. 5.3. Первые четыре регистра, ЕАХ, ЕВХ, ЕСХ и EDX, — 32-разрядные. Это регистры общего назначения, хотя у каждого из них есть определенные особенности. ЕАХ — основной арифметический регистр; ЕВХ предназначен для хранения указателей (адресов памяти); ЕСХ связан с организацией циклов; EDX нужен для умножения и деления — этот регистр вместе с ЕАХ содержит 64-разрядные произведения и делимые.